用于机动车的散热器风扇模块的制作方法

1.本发明涉及用于机动车的散热器风扇模块，散热器风扇模块具有风扇护罩和与该风扇护罩连接的用于电动马达的马达支架以及被布置在风扇护罩的风扇轮凹部中的且被旋转驱动的风扇轮，风扇轮具有由若干被布置在风扇毂上的并且径向向外指向的散热器风扇叶片构成的叶片组。在此，机动车也指的是具有内燃机和由可再充电电池馈电的电动马达的混合动力车辆以及电动车辆。


背景技术：

2.在机动车中，在驱动系中通常存在需要散热的内燃机。由于热辐射和热对流不足以对该内燃机进行散热，因此这样的散热过程通常由在机动车前进行驶时的迎面风引起的散热气流以及由风扇装置提供支持。在此，采用中间接有形式为流体散热回路的散热装置是常见的，其中，热交换器(散热器)遭受行进风气流和风扇装置的气流。
3.这种也被称为风扇系统的风扇装置通常具有电动马达式驱动的风扇轮，风扇轮具有形式为叶片轮或螺旋桨的针对空气的输送元件。这种风扇轮以能转动的方式被布置在风扇护罩的形式为贯通的开口的风扇轮凹部之内。如果在风扇轮与风扇护罩中的开口的边缘之间的间隙尽可能小，并且如果在风扇毂和用于电动马达的马达支架的区域中避免或尽可能减少造成效率降低的不利的流动影响，则风扇装置的效率将特别高。
4.风扇装置沿机动车的行驶方向典型地被布置在散热器(热交换器)的散热器网的后面。借助(风扇的)风扇装置的风扇轮，使得空气沿主流动方向被抽吸穿过散热器网，并被转向到内燃机。风扇装置的风扇轮被布置在引导空气通过散热器网的风扇护罩的基本上完全覆盖散热器网的护罩主体的呈圆形的留空部中。
5.为了实现风扇的高效率，除呈圆形的风扇轮凹部外，护罩主体被基本上气密地实施。以该方式，使得(分别沿车辆的行驶方向和气流的主流动方向的上游观察)散热器网前面的区域与护罩主体后面的区域之间的压力差相对较大。因此，在车辆静止不动时，大量空气就借助风扇被抽吸穿过散热器网。而一旦机动车以相对较高的速度运动时，迎面风就在护罩主体和散热器网前面被阻塞。由于因此只有一定比例的迎面风通过散热器网，所以为了改善散热效果可以在护罩主体中引入能封闭的动压翻板开口，这方面例如由de 10 2013 006 499 a1已知。
6.风扇或风扇系统的效率的受限或减少还可能由于风扇毂和马达支架的区域中的不利的(例如带有强烈涡旋)缝隙流造成。尤其是当马达支架利用其支杆而在(沿行驶方向或逆着气流的主流动方向)上游位于风扇轮之前时，就会出现对效率产生负面影响的带有涡旋的流动与主流动的混合或出现与风扇轮的不利的交互。


技术实现要素：

7.本发明的任务是说明一种用于机动车的、尤其是也用于具有内燃机式的和电动马达式的驱动装置的混合动力车辆的特别合适的散热器风扇模块。尤其应当尽可能很大程度
上避免随着在风扇毂和马达支架的区域内的带有涡旋的缝隙流所带来的缺点。
8.该任务根据本发明利用权利要求1的特征来解决。本发明的有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。
9.用于机动车的散热器风扇模块具有风扇护罩，风扇护罩具有在风扇护罩中构造的风扇轮凹部，在风扇轮凹部之内布置有马达支架，马达支架具有用于电动马达的支架侧的壳体部分和若干与风扇护罩机械连接的、例如呈辐条状布置的支杆。散热器风扇模块还具有被布置在风扇轮凹部中并能由电动马达绕转动轴线旋转驱动的风扇轮，该风扇轮具有若干散热器风扇叶片，这些散热器风扇叶片被布置在形成毂(毂侧)的壳体部分上并径向向外指向。
10.壳体部分具有轴向(优选至少近似于柱体形)的壳体壁和壳体底部。这些壳体部分大致呈半壳状(schalenfoermig)，并在下文也被称为支架侧或毂侧的壳体半壳(gehaeuseschale)。支架侧的壳体部分具有沿轴向方向延伸的壳体壁，该壳体壁叠覆毂侧的壳体部分的沿相反方向延伸的壳体壁或被该毂侧的壳体部分的壳体壁叠覆。这些壳体部分或壳体半壳具有不同的直径，其中，直径较大的或直径相对较大的壳体半壳或壳体部分尤其沿轴向方向叠覆直径较小或直径相对较小的另一壳体半壳或壳体部分而形成尤其是沿径向方向延伸的气隙。
11.因此，壳体半壳被理解为具有基本上呈柱体形的壳体壁和壳体底部的壳体部分，其中，支架侧的壳体部分(支架侧的壳体半壳)优选具有呈环形的、即不完全封闭的底部。由此实现了对所使用的电动马达的散热的改善。优选地，马达支架的支杆在此相对于主流动方向(即沿行驶方向)被布置在散热器风扇叶片之前。尤其是呈环形的壳体底部也适当地朝向主流动，从而进一步改善对电动马达的散热。
12.适宜地，散热器风扇叶片呈新月形，并在此向后弯(rueck waertsgesichelt)。这意味着，在风扇轮的转动方向上，散热风扇叶片的前缘凸形拱出，而后缘凹形缩入。散热器风扇叶片的前缘和/或后缘适当地被实施成波浪形。尤其地，散热器风扇叶片的前缘是沿旋转方向在前的那个边缘，而散热器风扇叶片的后缘是沿旋转方向在后的那个边缘。
13.根据第一变体，支架侧的壳体部分的直径(即马达支架的壳体半壳的直径)大于毂侧的壳体部分的直径(即风扇轮的壳体半壳的直径)。容纳电动马达、尤其是电动马达的定子侧的元件或马达部分的支架侧的壳体部分适当地被实施成环形或者说被实施为环形半壳。适宜地，在该变体中，马达支架的壳体半壳叠覆风扇轮的壳体半壳。在该变体中，在叠覆的壳体半壳的区域内出现的缝隙体积流沿主流动方向流出。
14.根据第二变体，风扇轮的壳体半壳(即毂侧的壳体部分)的直径也可以大于马达支架的壳体半壳的直径。在该变体中，其中，风扇轮的壳体半壳叠覆马达支架的壳体半壳，在叠覆的壳体半壳的区域内出现的缝隙体积流反向于主流动方向或沿与主流动方向相反的方向流出。
15.在有利的设计方案中，叠覆另一壳体半壳的那个壳体半壳具有对着主流动方向安设的迎流面。适当地，叠覆另一壳体半壳的那个壳体半壳具有相对于风扇叶轮的轴向方向和/或转动轴线以0
°
至20
°
、优选为5
°
至15
°
的角度延伸的迎流面。
16.适宜地，支架侧的壳体部分与毂侧的壳体部分之间形成轴向缝隙，该轴向缝隙被具有较大的直径的壳体部分的叠覆边缘所覆盖形成径向缝隙。
17.在本发明意义下，风扇轮尤其是旋转对称的部件，它具有毂、尤其是作为壳体半壳或壳体部分的毂罐，该毂(毂罐)将风扇轮与马达轴或电动马达的转子连接起来，使得电动马达式产生的转矩被传递到风扇轮上。此外，风扇轮具有叶片组，该叶片组具有多个散热器风扇叶片，这些散热器风扇叶片被设置且设立成用于一旦风扇轮处于旋转运动就产生空气体积流。叶片(叶片扇叶)在此优选相对于旋转轴线倾斜。适宜地，风扇轮的散热器风扇叶片在叶片端部侧、尤其是在它们的叶片顶端与外环连接。
18.在本发明的意义下，毂或毂罐尤其是风扇轮的中央的部分，它被布置在风扇轮的中心并提供与驱动装置、尤其是与电动马达的连接，以及至少部分遮盖了该驱动装置，并且类似于传统的罐或壳体半壳地由平坦的基面(作为壳体底部)和与之联接的柱体面(作为壳体壁)组成。尤其地，叶片(散热器风扇叶片)被布置在该呈柱体形的外壁上，尤其是成形在其上。
19.在本发明意义下，马达支架尤其是静止不动的部件，其具有中央壳体或壳体部分，其形式尤其为适宜地呈环形的壳体半壳，该中央壳体或壳体部分至少部分容纳了驱动装置的固定不动的部分，尤其是定子和可能的马达电子器件以及电动马达的马达壳体或定子壳体。马达支架或马达保持器具有尤其是径向定向的支杆，这些支杆优选成形到支架侧的壳体半壳上并与静止部分的风扇护罩连接。风扇护罩的风扇轮凹部适当地由护罩环限界。
20.利用本发明实现的优点尤其在于，基于支架侧和风扇轮侧的壳体部分或壳体半壳的不同的直径及其(沿轴向方向实现的)(径向)叠覆部而避免了不利的流动影响，并实现了较高的系统效率。
附图说明
21.下面将结合附图更详细地解释本发明的实施例。其中：
22.图1以透视图从风扇轮的毂侧的壳体部分观察地示出散热器风扇模块，该散热器风扇模块具有风扇护罩和相对护罩固定的马达支架以及带有叶片组的风扇轮；
23.图2截段地示出毂侧的壳体部分，在其上成形有散热器风扇叶片；
24.图3截段地示出支架侧的壳体部分，其具有呈环形的壳体底部和成形出的用于保持在风扇护罩上的支杆；
25.图4以透视的方式示出在形成缝隙的叠覆的壳体部分的区域中的剖图；
26.图5根据图4的剖图以俯视图的方式示出第一变体，其中，毂侧的壳体部分通过支架侧的壳体部分叠覆或被支架侧的壳体部分叠覆；
27.图6以根据图5的剖图示出的第二变体，其中，支架侧的壳体部分通过毂侧的壳体部分叠覆或被毂侧的壳体部分叠覆；
28.图7a和图7b示意性地示出第一和第二变体的叠覆的壳体部分之间的缝隙体积流的解释性的方向。
29.在所有图中，彼此相应的部设有相同的附图标记。
具体实施方式
30.图1示出了模块化的散热器或散热器风扇模块1，其具有风扇护罩2，在该风扇护罩中构造有呈圆形或正圆的用于风扇轮4的风扇轮凹部3，其中，风扇轮凹部3通过护罩环5限
界。风扇轮4具有若干散热器风扇叶片6，这些散热器风扇叶片借助外环7彼此连接，外环被成形到散热器风扇叶片6的叶片顶端上。在风扇轮凹部3之内布置有马达支架(马达保持器)8并经由支杆9与风扇护罩2连接。
31.在此不可见的电动马达10(图3至图5)被马达支架8保持。风扇轮4被布置在风扇轮凹部3中，并由马达10绕转动轴线d旋转驱动。(沿流动方向hsr(主流动方向)观察)，支架侧的支杆9被布置在风扇轮4之前。换句话说，马达支架8的支杆9相对于主流动方向hsr(即沿具有散热器风扇模块1的机动车的行驶方向)被布置在散热器风扇叶片之前。
32.风扇护罩2具有能借助动压挡板11封闭的动压开口12，在本实施例中，这些动压开口被布置在外风扇护罩2的风扇轮凹部3之外的三个角落区域中。
33.散热器风扇叶片6呈新月形并在此相对于通过箭头说明的转动方向s向后弯，从而使得散热器风扇叶片4的沿风扇轮4的转动方向s在前的前缘4a凸形拱出，而在后的后缘4b凹形缩入。散热风扇叶片4的前缘4a以及优选是后缘4b被实施成波浪形。
34.图2和图3示出了散热器风扇模块1在风扇轮4的毂13的区域的截段，该风扇轮在那里具有下文也被称为壳体半壳的毂侧的壳体部分14。该毂侧的壳体部分具有呈柱体形的壳体壁14a和壳体底部14b。散热器风扇叶片6利用其叶片底足成形到风扇轮侧或毂侧的壳体部分14的呈柱体形的壳体壁14a上。
35.在图3中可以比较清晰地看到与毂侧的壳体部分14相对置的在下文也被称为马达支架8的壳体半壳的支架侧的壳体部分15，它同样具有呈柱体形的壳体壁15a和壳体底部15b，该壳体底部被构造成环形。在支架侧的壳体部分15的呈柱体形的壳体壁15a的外侧成形出将马达支架8与风扇护罩2在其风扇轮凹部3的区域内连接起来的支杆9。电动马达10保持在马达支架8的壳体部分15中。
36.可以看到马达壳体16的定子侧的壳体元件，例如用于遮盖电动马达10的马达电子器件的电子器件舱盖。该电动马达在此被实施为内动子马达，其转子借助紧固元件17(图2)(例如借助铆钉)与风扇轮4的毂13连接，并在那里在毂侧的壳体部分14的壳体底部14b处与该壳体底部接驳。优选是电子换向的电动马达10也可以被实施外动子马达。
37.图4至图6以透视且俯视的方式示出了散热器风扇模块1的叠覆的壳体部分14和15的区域。可以看出，壳体部分14、15具有各自的壳体壁14a或15a的沿轴向方向a叠覆的壳体边缘14c、15c。在该叠覆部18的区域中，在壳体边缘14c、15c之间或壳体部分14或15的壳体壁14a、15a之间形成有缝隙19。
38.在图4至图6中还示出了被壳体部分14、15包围的电动马达10，其具有承载旋转场绕组的定子20和与毂侧的壳体部分14连接的转子21。壳体部分14、15大致呈半壳状，并在下文也称为支架侧或毂侧的壳体半壳。
39.在根据图5的实施方案中，缝隙19从壳体部分14、15之间的(轴向)缝隙区段19a出发，首先沿径向方向r延伸，并随后以(径向)缝隙区段19b沿轴向方向a延伸。支架侧的壳体部分15的沿轴向方向a延伸的壳体壁15a部分或局部叠覆毂侧的壳体部分14的沿相反方向延伸的壳体壁14a。换句话说，支架侧的壳体部分15的优选呈圆形的周边侧闭合的壳体边缘15c叠覆毂侧的壳体部分14的优选同样呈圆形的且周边侧闭合的壳体边缘14c。
40.叠覆或轴向局部覆盖毂侧的壳体半壳14的支架侧的壳体半壳15具有对着主流动方向hsr安设的迎流面22。迎流面22相对于风扇轮4的轴向方向a或转动轴线d以为清楚起见
仅在图5下方仅以线图指明的优选5
°
至15
°
的(迎)角α延伸。
41.根据图6的实施方案中，壳体部分14、15之间的缝隙19沿轴向方向a延伸。毂侧的壳体部分14的沿轴向方向a延伸的壳体边缘14c叠覆支架侧的壳体部分15的沿相反方向延伸的壳体边缘15c。
42.图7a和7b以示意性且剖图的形式示出了图5和图6中的作为叠覆的壳体部分14、15的第一和第二变体的实施方案。图中示出了壳体部分14、15在风扇轮4的转动轴线d上方的区域。壳体部分或壳体半壳14和15具有不同的直径d1、d2或不同的半径r1＝d1/2和r2＝d2/2。
43.在根据图7a的变体中，马达支架8的具有较大的直径d1＝r1/2的(支架侧的)壳体部分15沿轴向方向a在形成沿径向方向r延伸的气隙19的情况下叠覆风扇叶轮14的具有较小直径d2＝r2/2的(毂侧的)壳体部分14。在该变体中，如通过流动箭头p
l
指明，在壳体半壳14、15的叠覆部18的区域内出现的缝隙体积流将沿主流动方向hsr流出。
44.在根据图7b的变体中，风扇叶轮14的此处具有较大的直径d1＝r1/2的(毂侧的)壳体半壳14叠覆马达支架8的此处具有较小的直径d2＝r2/2(支架侧的)壳体15。在壳体14、15的叠覆部18的区域内，气隙19沿轴向方向a逆着主流动方向hsr地延伸。在该变体中，在叠覆的壳体半壳14、15区域中出现的、通过流动箭头p
l
指明的缝隙体积流沿与主流动方向hsr相反的方向流出。
45.总之，本发明涉及一种散热器风扇模块1，其具有：风扇护罩2；和带有(支架侧的)壳体部分15的马达支架8；以及被旋转驱动的风扇轮4，该风扇轮4具有被布置在毂侧的壳体部分14上的若干散热器风扇叶片6，其中，壳体部分14、15具有不同的直径d1、d2，并且其中，具有较大的直径d1的壳体部分14、15叠覆另一壳体部分15、14而形成气隙19。由于支架侧和风扇轮侧的壳体部分14、15的直径d1、d2不同以及它们(沿轴向方向a实现的)(径向)叠覆部18，使得避免了不利的流动影响，并因此实现了较高的系统效率。
46.散热器风扇模块1特别适合用于具有内燃机的机动车，尤其是也适合用于混合动力车辆，但也适合用于电动车辆以用于散热(驱动)电池。
47.被要求保护的本发明并不局限于上述实施例。相反，本领域技术人员也可以在所公开的权利要求范围内在不脱离本发明主题的情况下推断出本发明的其他变体。尤其地，在不脱离本发明的主题的情况下，所有结合不同实施例描述的单个特征在所公开的权利要求范围内也能以其他方式组合。
48.附图标记列表
[0049]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
散热器风扇模块
[0050]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
风扇护罩
[0051]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
风扇轮凹部
[0052]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
风扇轮
[0053]
4a
ꢀꢀꢀꢀꢀ
前缘
[0054]
4b
ꢀꢀꢀꢀꢀ
后缘
[0055]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
护罩环
[0056]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
散热器风扇叶片
[0057]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
外环
[0058]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
马达支架/马达保持器
[0059]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
支杆
[0060]
10
ꢀꢀꢀꢀꢀ
马达
[0061]
11
ꢀꢀꢀꢀꢀ
动压挡板
[0062]
12
ꢀꢀꢀꢀꢀ
动压开口
[0063]
13
ꢀꢀꢀꢀꢀ
毂
[0064]
14
ꢀꢀꢀꢀꢀ
毂侧的壳体部分
[0065]
14a
ꢀꢀꢀꢀ
壳体壁
[0066]
14b
ꢀꢀꢀꢀ
壳体底部
[0067]
14c
ꢀꢀꢀꢀ
壳体边缘
[0068]
15
ꢀꢀꢀꢀꢀ
支架侧的壳体部分
[0069]
15a
ꢀꢀꢀꢀ
壳体壁
[0070]
15b
ꢀꢀꢀꢀ
壳体底部
[0071]
15c
ꢀꢀꢀꢀ
壳体边缘
[0072]
16
ꢀꢀꢀꢀꢀ
马达壳体
[0073]
17
ꢀꢀꢀꢀꢀ
紧固元件
[0074]
18
ꢀꢀꢀꢀꢀ
叠覆部
[0075]
19
ꢀꢀꢀꢀꢀ
气隙/缝隙
[0076]
19a
ꢀꢀꢀꢀ
轴向的缝隙区段
[0077]
19b
ꢀꢀꢀꢀ
径向的缝隙区段
[0078]
20
ꢀꢀꢀꢀꢀ
定子
[0079]
21
ꢀꢀꢀꢀꢀ
转子
[0080]
22
ꢀꢀꢀꢀꢀ
迎流面
[0081]
α
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(迎)角
[0082]aꢀꢀꢀꢀꢀ
轴向方向
[0083]dꢀꢀꢀꢀꢀ
转动轴线
[0084]
p
l
ꢀꢀꢀꢀꢀ
流动箭头
[0085]rꢀꢀꢀꢀꢀ
径向方向
[0086]sꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
转动方向
[0087]
hsr主流动方向